高中信息技術必修一第三單元項目七《用計算機計算圓周率設計簡單數(shù)值數(shù)據(jù)算法》教案

【滬科版（2019）】高中信息技術必修一第三單元項目七《用計算機計算圓周率——設計簡單數(shù)值數(shù)據(jù)算法》教案一、課標要求及設計依據(jù)根據(jù)《普通高中信息技術課程標準2017年版》(2020年修訂)，本課程旨在培養(yǎng)學生的信息技術核心素養(yǎng)，特別是計算思維和數(shù)字化學習與創(chuàng)新能力。學生應理解算法的概念，掌握設計簡單數(shù)值數(shù)據(jù)算法的方法，并能夠通過編程實現(xiàn)算法解決實際問題。二、教材分析本課選自《數(shù)據(jù)與計算》第三單元項目七，教材通過計算圓周率的具體案例，介紹了數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計的基本概念和方法。學生將學習如何利用計算機編程實現(xiàn)數(shù)值數(shù)據(jù)的計算，特別是掌握計算圓周率的兩種經(jīng)典算法：蒙特卡洛方法和阿基米德法。三、學情分析高一年級學生已具備基礎的信息技術知識和一定的編程基礎，但對于設計數(shù)值數(shù)據(jù)算法可能還不夠熟悉。學生對利用計算機解決數(shù)學問題表現(xiàn)出較高的興趣，但需要引導他們?nèi)绾螌?shù)學問題轉(zhuǎn)化為編程問題，并設計出有效的算法。四、教學目標及核心素養(yǎng)目標三維目標：知識與技能：

學生能夠理解數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計的基本概念，掌握計算圓周率的基本方法。過程與方法：

學生能夠通過實踐活動，學會如何分析問題，設計算法，并用程序?qū)崿F(xiàn)算法。情感態(tài)度與價值觀：

學生能夠認識到算法在解決數(shù)學問題中的應用價值，培養(yǎng)對算法設計的興趣和積極態(tài)度。核心素養(yǎng)目標：信息意識：

學生能夠意識到算法在信息社會中的重要作用。計算思維：

學生能夠運用計算思維分析問題，設計解決問題的算法。數(shù)字化學習與創(chuàng)新：

學生能夠在數(shù)字化環(huán)境中自主學習，創(chuàng)新性地應用算法知識。信息社會責任：

學生能夠理解算法對信息安全和隱私保護的影響，承擔起相應的社會責任。五、教學重難點教學重點：數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計的基本方法。計算圓周率的兩種經(jīng)典算法：蒙特卡洛方法和阿基米德法。教學難點：算法設計的思維轉(zhuǎn)換，將數(shù)學問題轉(zhuǎn)化為編程問題。算法的優(yōu)化和程序的高效實現(xiàn)。六、教學策略本課程將采用講授法、案例分析法、任務驅(qū)動法和小組合作學習法相結(jié)合的教學策略。通過具體案例引入數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計的概念，引導學生通過任務驅(qū)動的方式參與到算法設計的實踐中，并通過小組合作學習促進學生之間的交流和合作。七、教學過程(一)導入新課（5分鐘）教師行為：展示圓周率在數(shù)學和科學中應用的實例，引起學生興趣。簡要介紹圓周率的歷史和計算圓周率的重要性。學生行為：觀察實例，思考圓周率的應用場景。聆聽教師介紹，了解圓周率的歷史背景。設計目的：激發(fā)學生興趣，為學習數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計打下基礎。(二)概念講解（10分鐘）教師行為：詳細解釋數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計的基本概念，闡述算法設計的重要性。通過實例展示蒙特卡洛方法和阿基米德法的基本原理。學生行為：認真聽講，記錄關鍵概念和原理。提問和參與討論，加深對數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計的理解。設計目的：確保學生對數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計有一個清晰的認識。(三)案例分析（5分鐘）教師行為：展示計算圓周率的程序設計案例，分析案例中的算法設計方法。引導學生思考如何將數(shù)學公式轉(zhuǎn)化為可編程的算法。學生行為：觀察案例，理解算法在計算圓周率中的應用。分析討論，嘗試將數(shù)學公式轉(zhuǎn)化為算法。設計目的：通過案例加深學生對數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計具體應用的理解。(四)分組任務（10分鐘）教師行為：將學生分成小組，分配設計簡單數(shù)值數(shù)據(jù)算法的任務。提供指導和幫助，確保學生明確任務要求。學生行為：小組成員協(xié)作，根據(jù)任務要求設計算法。明確任務要求，準備實踐活動。設計目的：培養(yǎng)學生的團隊合作能力和實踐操作能力。(五)實踐活動（5分鐘）教師行為：監(jiān)督學生實踐活動，提供必要的指導和幫助。鼓勵學生積極思考，創(chuàng)新性地完成算法設計任務。學生行為：根據(jù)設計好的算法進行程序編寫，分析程序。運用所學知識進行算法設計，提出優(yōu)化建議。設計目的：讓學生親身體驗數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計的全過程，提高實際操作能力。(六)分組展示（5分鐘）教師行為：邀請各小組展示他們的算法設計成果和程序代碼。對展示成果進行點評，提供建設性的反饋。學生行為：展示自己的算法設計成果和程序代碼，分享學習體會。聽取教師和同學的反饋，進行反思。設計目的：鞏固學生對數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計知識的掌握，提高他們的表達和溝通能力。(七)總結(jié)提升（5分鐘）教師行為：總結(jié)本節(jié)課的重點內(nèi)容，強調(diào)算法設計在解決問題中的重要性。引導學生思考算法設計在其他領域的應用。學生行為：回顧本節(jié)課學到的知識，思考其在其他領域的應用。參與討論，提出自己的見解和疑問。設計目的：鞏固學生的知識，拓展他們的思維。(八)布置作業(yè)（5分鐘）教師行為：布置相關的課后作業(yè)，要求學生獨立完成一項數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計任務。提供額外的學習資源，鼓勵學生進行深入學習。學生行為：記錄作業(yè)要求，計劃課后學習。利用額外的學習資源，進行自主學習。設計目的：鞏固課堂學習，激發(fā)學生的自主學習能力。八、板書設計《用計算機計算圓周率——設計簡單數(shù)值數(shù)據(jù)算法》1.數(shù)值數(shù)據(jù)算法設計概念2.蒙特卡洛方法原理3.阿基米德法原理4.算法設計案例分析5.實踐活動：算法設計與程序?qū)崿F(xiàn)九、教學評價（教師課后根據(jù)上課實際情況自行填寫:教學評價將綜合